(57)【要約】【課題】ボンディング装置においてボンディングヘッド部の移動速度をより高速とし、位置決め精度をより向上させることである。【解決手段】ワイヤボンダー１００は、架台１２の上に、２個のリンク駆動機構１３０，１４０と、ボンディングヘッド部１２０を平面内で移動可能に流体圧で支持するヘッド部支持ステージ１１４を備える。リンク駆動機構１３０，１４０は、それぞれモータ１３２，１４２と、駆動アーム１３４，１４４とを備え、ボンディングヘッド部１２０に第１リンク駆動機構１３０の駆動アーム１３４から延びた可動アーム１３６が固定され、第２リンク駆動機構１４０の駆動アーム１４４から延びた可動アーム１４６が軸支される。ボンディングヘッド部１２０には、可動アーム１３６，１４６を介してその重心Ｇを目指して推力が加えられ、その位置移動が行われる。【選択図】図１
2005129673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボンディング対象に対しボンディング作業を行うボンディングヘッド部と、ボンディングヘッド部を任意の位置に移動させる移動機構とを含むボンディング装置であって、
移動機構は、
第１モータと、
第１モータの駆動軸に取り付けられ、架台に平行な面内で回転する第１駆動アームと、
第１駆動アームに回転自在に支持される第１可動アームと、
第２モータと、
第２モータの駆動軸に取り付けられ、架台に平行な面内で回転する第２駆動アームと、
第２駆動アームに回転自在に支持される第２可動アームと、
を含み、
ボンディングヘッド部に第１可動アームが固定され、第２可動子アームが軸支されることを特徴とするボンディング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のボンディング装置において、
第１可動アームの回転中心と第１可動アームがボンディングヘッド部に固定される固定点とを結ぶ直線と、第２可動アームの回転中心と第２可動アームがボンディングヘッド部に軸支される軸支点とを結ぶ直線との交点が、ボンディングヘッド部の重心位置に略一致することを特徴とするボンディング装置。
【請求項３】
請求項１に記載のボンディング装置において、
ボンディングヘッド部は架台に対し流体圧により支持されることを特徴とするボンディング装置。
【請求項４】
請求項１に記載のボンディング装置において、
架台は、ボンディングヘッド部を吊り下げて支持する吊り下げ架台であることを特徴とするボンディング装置。
【請求項５】
請求項１に記載のボンディング装置において、
第１駆動アームの回転角度を検出する第１センサと、
第２駆動アームの回転角度を検出する第２センサと、
第１センサの検出データ及び第１センサの検出データに基づき、ボンディングヘッド部の位置を架台に対する直交座標系の位置として算出する位置算出手段と、
算出された直交座標系の位置に基づいてボンディングヘッド部の位置制御を行う制御手段と、
を備えることを特徴とするボンディング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボンディング装置に係り、特にボンディング作業を行うボンディング部を任意の位置に移動させる移動機構を備えるボンディング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤボンダーは、半導体チップ等のダイに設けられた複数のボンディングパッドと、回路基板等に設けられたボンディングリードとの間を細い金ワイヤ等で接続するために用いられる装置である。ボンディングパッド及びボンディングリードの所定の位置に金ワイヤ等を正しく位置決めしてボンディングするために、金ワイヤを挿通し保持したボンディングツールや位置決めカメラを搭載したボンディングヘッド部を任意の位置に移動させる機構が必要である。
【０００３】
図９は、従来のワイヤボンダー１０におけるボンディングヘッド部２０の移動機構の平面図である。この機構は、特許文献１に記載されているように、いわゆるＸＹテーブル機構として知られている機構であって、ワイヤボンダー１０の架台１２の上に設けられたテーブル保持台１４の上にＸテーブル１６と、Ｙテーブル１８とが積み重ねられ、ボンディングヘッド部２０は、Ｙテーブル１８の上に固定される構成となっている。ボンディングヘッド部２０には、金ワイヤを挿通し保持するキャピラリを先端に有するボンディングツール２２と、位置検出カメラ２４が取付けられている。架台１２には、回路基板の搬送路５０が設けられ、回路基板がおおよそボンディングツール２２の真下のボンディング作業領域５２に来るように搬送される。したがってＸテーブル１６を図に示すＸ方向に移動させ、そのＸテーブル１６の上でＹテーブル１８をＹ方向に移動させることで、ボンディングヘッド部２０をＸＹ平面内で任意の位置に移動させ、位置検出カメラ２４を用いて位置検出し、それに基づいて所望の位置にボンディングツール２２を移動させることができる。そして図示されていないＺ方向移動機構によりボンディングツールをＺ方向に移動させることで、ボンディング作業を行うことができる。
【０００４】
ここでＸテーブル１６は、Ｘ方向リニアモータ３０によって駆動され、図に示されていないリニアガイドに案内されてテーブル保持台１４上をＸ方向に移動することができる。すなわちＸ方向リニアモータ３０は、コイルに垂直な方向の駆動磁界を発生する駆動部３２と、コイル電流を流し駆動磁界からＸ方向の推力を受ける可動コイル３４とを備え、可動コイル３４がアーム３６を介してＸテーブル１６に接続される。また、Ｙテーブル１８は、Ｙ方向リニアモータ４０によって駆動され、図示されていないリニアガイドに案内されてＸテーブル１６上を図に示すＹ方向に移動することができる。Ｙ方向リニアモータ４０も、ＸＹ平面に垂直な方向の駆動磁界を発生する駆動部４２と、コイルに電流を流しそのＸ方向成分電流により駆動磁界からＹ方向の推力を受ける可動コイル４４とを備え、可動コイル４４がアーム４６を介してＹテーブル１８に接続される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３２９７７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このようにＸＹテーブル機構を用いることでボンディングヘッド部を任意の位置に移動でき、ボンディング作業を行うことができるが、この機構はリニアモータの可動コイルと駆動磁界との協働により生ずる推力を直接ボンディングヘッド部に加えて駆動するので、以下に説明するように高速化に限界がある。
【０００７】
いま、モータの推力をＦとし、モータにおける可動コイル等の可動部の質量をｍ、駆動されるボンディングヘッドやテーブル等の質量をＭとすると、加速度αは、α＝Ｆ／（Ｍ＋ｍ）で示される。Ｍをできるだけ軽量化することで加速度αをある程度大きくできるが、その限界はＦ／ｍで決まる。モータの可動部を大きくすれば、例えば可動コイルの巻数を増せばその分推力Ｆを大きくできる。しかし同時に可動部の質量も増大する。したがって、モータを大きくして推力を上げようとしても、加速度αの限界であるＦ／ｍは頭打ちのままとなり、高速化に限界が生ずる。
【０００８】
本発明の目的は、かかる従来技術の課題を解決し、ボンディングヘッド部の移動速度のより高速化を可能にするボンディング装置を提供することである。他の目的は、ボンディングヘッド部の位置決め精度をより向上させるボンディング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係るボンディング装置は、ボンディング対象に対しボンディング作業を行うボンディングヘッド部と、ボンディングヘッド部を任意の位置に移動させる移動機構とを含むボンディング装置であって、移動機構は、第１モータと、第１モータの駆動軸に取り付けられ、架台に平行な面内で回転する第１駆動アームと、第１駆動アームに回転自在に支持される第１可動アームと、第２モータと、第２モータの駆動軸に取り付けられ、架台に平行な面内で回転する第２駆動アームと、第２駆動アームに回転自在に支持される第２可動アームと、を含み、ボンディングヘッド部に第１可動アームが固定され、第２可動子アームが軸支されることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係るボンディング装置において、第１可動アームの回転中心と第１可動アームがボンディングヘッド部に固定される固定点とを結ぶ直線と、第２可動アームの回転中心と第２可動アームがボンディングヘッド部に軸支される軸支点とを結ぶ直線との交点が、ボンディングヘッド部の重心位置に略一致することが好ましい。
【００１１】
また、ボンディングヘッド部は架台に対し流体圧により支持されることが好ましい。
【００１２】
また、架台は、ボンディングヘッド部を吊り下げて支持する吊り下げ架台であることが好ましい。
【００１３】
また、本発明に係るボンディング装置において、第１駆動アームの回転角度を検出する第１センサと、第２駆動アームの回転角度を検出する第２センサと、第１センサの検出データ及び第１センサの検出データに基づき、ボンディングヘッド部の位置を架台に対する直交座標系の位置として算出する位置算出手段と、算出された直交座標系の位置に基づいてボンディングヘッド部の位置制御を行う制御手段と、を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
上記構成により、第１モータ及び第２モータについて、それぞれの駆動軸の運動を第１駆動アーム及び第２駆動アームの先端の運動に拡大する。このことで、以下に示すように、モータの推力を上げても加速度の頭打ちが生ぜず、より高速化を図ることができる。
【００１５】
いま運動の拡大率をＮとする。拡大率Ｎは（第１駆動アームの長さ）／（モータ駆動軸の半径）等で表すことができる。第１駆動アームの先端を負荷側として、負荷側からみたモータ可動部の慣性モーメントＪを負荷側の質量ｍに換算することを考えると、Ｊ＝ｍ×（駆動アームの長さ）2であるので、この換算質量ｍは１／Ｎ2に比例することになる。一方で負荷側の推力Ｆは１／Ｎに比例する。したがって、モータの駆動軸の運動を駆動アームの先端の運動に拡大することで、負荷側からみた推力の増大と可動部の質量の増大とは比例せず、負荷側における加速度の頭打ちが生じない。すなわち、より大きなモータを用いて、ボンディングヘッド部により大きな加速度を生じさせることができ、より高速化を図ることができる。
【００１６】
また、上記構成の少なくとも１つにより、推力の方向とボンディングヘッド部の重心との間の偏心を少なくすることができる。したがって、精度確保のために案内機構の剛性を必要以上に高めることを要しないので、第１及び第２駆動アームや、第１及び第２可動アーム等の軽量化を図ることができる。したがって、ボンディングヘッド部の移動速度のより高速化を図ることができる。
【００１７】
また、上記構成の少なくとも１つにより、ボンディングヘッド部は架台に対し流体圧により支持されるので、摩擦摺動や転がり摩擦等に比し、ボンディングヘッド部の位置決め精度をより向上させることができる。ここで、流体圧支持のためのエアー吹出口及び真空吸引口は、ボンディングヘッド部側に設けるのが好ましいが、架台側に設けてもよい。
【００１８】
また、上記構成の少なくとも１つにより、架台は、ボンディングヘッド部を吊り下げて支持する。このことで、ボンディングヘッド部における架台に支持され移動する部分とツール部分とを平面的に配置するのでなく、立体的に積み重ねる構造とすることができるので、ボンディングヘッドの小型化が容易になる。
【００１９】
また、上記構成の少なくとも１つにより、第１モータの回転角度及び第１モータの回転角度から、ボンディングヘッド部の位置を架台に対する直交座標系の位置として算出する。したがって、その変換データを用いることで、従来の直交座標系における位置決め制御プラグラム等をそのまま利用できる。
【００２０】
上記のように、本発明に係るボンディング装置によれば、ボンディングヘッド部の移動速度のより高速化が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下において、ボンディング装置はワイヤボンダーとして説明するが、ダイボンダー、フェイスダウンボンダー等のボンディング装置であってもよい。図１はワイヤボンダー１００の平面図で、特にボンディングヘッド部１２０の移動機構を示した図である。図２は、ワイヤボンダー１００の側面図である。図９と同様の要素については同一の符号を付した。
【００２２】
ワイヤボンダー１００は、架台１２の上に、２個のリンク駆動機構１３０，１４０と、ボンディングヘッド部１２０を平面内で移動可能に流体圧で支持するヘッド部支持ステージ１１４と、回路基板の搬送路５０を備える。
【００２３】
ボンディングヘッド部１２０は、金ワイヤを挿通し保持するキャピラリを先端に有するボンディングツール２２と、位置検出カメラ２４を備え、底面が平坦な部材である。２個のリンク駆動機構１３０，１４０は、後に詳述するように、それぞれの可動アーム１３６，１４６がボンディングヘッド部１２０に接続される。また、ボンディングツール２２のほぼ真下にボンディング作業領域５２が設定され、そこに搬送路５０により回路基板が搬送されて来る。ボンディングツール２２は、図示されていないＺ方向移動機構により、図に示すＸＹ平面に垂直のＺ方向に移動可能である。
【００２４】
図２に示すように、ワイヤボンダー１００には、制御部１５０と操作盤１６０が設けられる。操作盤１６０は、ワイヤボンディング作業に必要な条件の設定を行うパネル盤で、例えば手入力やボタン設定等により必要な条件を入力することができる。制御部１５０は、ワイヤボンダー１００全体の動作を制御する電子回路ブロックで、例えば設定された条件に従い動作ソフトウエアを実行してリンク駆動機構１３０，１４０や流体圧支持動作を制御し、ボンディングヘッド部１２０の位置決め制御を行うことができる。制御部１５０の機能は、その一部または全部をハードウエアで行ってもよい。
【００２５】
２個のリンク駆動機構１３０，１４０は、ボンディングヘッド部１２０と共に、５つの回転中心とその間を結ぶリンクによってボンディングヘッド部１２０の位置決めを行うもので、いわゆる５節閉リンク構造を構成するものである。
【００２６】
第１リンク駆動機構１３０は、第１モータ１３２と、第１駆動アーム１３４と、第１可動アーム１３６とを含んで構成される。
【００２７】
第１モータ１３２は、架台１２の面すなわち図１に示すＸＹ面に平行な面に垂直方向に駆動軸ＯＥを有するモータで、例えばダイレクトドライブ型モータ（以下ＤＤモータという）で構成することができる。具体的には、日機電装株式会社製の型式ＮＭＲ−ＦＤＦＢのＤＤモータを用いることができる。このモータは、定格トルク２２．５Ｎｍ、イナーシャ７２×１０-4ｋｇｍ2の特性を有する。第１モータ１３２は、図１に示すように架台１２の上に配置されてもよく、架台１２の内部に収納し、駆動軸ＯＥを架台１２の上に突き出すものとしてもよい。
【００２８】
第１駆動アーム１３４は、駆動軸ＯＥに取り付け固定され、駆動軸ＯＥの駆動に伴いＸＹ平面に平行な面内で回転される部材で、その先端の回転中心ＲＥにおいて第１駆動アーム１３４を回転自在に支持する部材である。第１駆動アーム１３４は、軽量高剛性の材質、例えば炭素繊維強化樹脂（ＣＲＦＰ）等を成形して得ることができる。なお、第１駆動アーム１３４は、駆動軸ＯＥに対し非対称形となるので、駆動軸ＯＥに対し、第１駆動アーム１３４の延びる側と反対側にバランスウエイトを設けることが好ましい。
【００２９】
第１モータ１３２の駆動軸ＯＥと第１駆動アーム１３４の先端の回転中心ＲＥとの間の距離は、例えば１２０ｍｍとすることができる。この場合、上記の型式ＮＭＲ−ＦＤＦＢのＤＤモータを用いると、アーム先端の推力は１８７．５Ｎとなる。モータ回転部のアーム先端換算質量を０．５ｋｇ、ボンディングヘッド部１２０等の全負荷質量を１．５ｋｇとして、全質量は１．５ｋｇであるので、定格加速度は１２．３Ｇとなり、瞬時最大化速度は、例えばその３倍の３６．９Ｇを出すことが可能である。
【００３０】
第１可動アーム１３６は、回転中心ＲＥを中心として、ＸＹ平面内で移動可能な部材である。第１可動アーム１３６の他端は、ボンディングヘッド部１２０に設けられた固定端１３８に固定される。第１可動アームの材質は、第１駆動アーム１３４と同じものを用いることができる。ＣＲＦＰの剛性／比質量は、鉄やアルミの約１０倍である。例えば、全長２００ｍｍ、断面積１８０ｍｍ2のアームのＣＲＦＰ成形品は、質量６１グラムで、両端に１ｋｇの質量をつけたときの固有振動数は約５ｋＨｚとなり、高速度ワイヤボンダーの性能に対して問題がない。
【００３１】
第２リンク駆動機構１４０は、第２モータ１４２と、第２駆動アーム１４４と、第２可動アーム１４６とを含んで構成される。第２モータ１４２は、第１モータ１３２と同じモータを用いることができる。また、第２駆動アーム１４４は第２モータ１４２の駆動軸ＯＳに取り付けられる以外は、第１駆動アーム１３４と同じものを用いることができる。したがって、アーム先端の推力、定格加速度、瞬時最大化速度等の性能も同様とすることができる。
【００３２】
第２可動アーム１４６は、第２駆動アーム１４４の先端に設けられた回転中心ＲＳを中心としてＸＹ平面内で移動可能な部材で、材質は第２可動アーム１４６と同じものを用いることができる。第２可動アーム１４６の他端は、ボンディングヘッド部１２０に設けられた軸支端１４８に接続される。
【００３３】
固定端１３８における第１可動アーム１３６の一端とボンディングヘッド部１２０の固定は、ボルト止めやねじ締めを用いることができる。また、接着等の接合技術を用いてもよい。また、ボンディングヘッド部１２０と第１可動アーム１３６とを一体化構造としてもよい。軸支端１４８における第２可動アーム１４６の一端とボンディングヘッド部１２０の軸支は、回転軸受構造を用いることができる。また、いわゆるクロスピボット板ばねを用いてもよい。クロスピボット板ばねは、中心支点の周りに互いに直交する４本の板ばね状取付部を有する部材で、４本の板ばね状取付部の中で同じ軸方向（例えばこれをＸ方向として）に延びる２本を第２可動アーム１４６の一端に、これと直交する方向（Ｙ方向）に延びる他の２本をボンディングヘッド部１２０に取り付けることで、クロスピボット板ばねの中心支点を軸支端とすることができる。
【００３４】
２個のリンク駆動機構１３０，１４０の配置は、駆動が行われない初期状態において、第１可動アーム１３６の中心軸と第２可動アーム１４６の中心軸との交点がボンディングヘッド部１２０の重心Ｇを通るように設定される。したがって、ボンディングヘッド部１２０には、第１可動アーム１３６、第２可動アーム１４６を介してその重心Ｇを目指して推力が加えられ、第１可動アーム１３６と第２可動アーム１４６の運動に規制されて、その位置移動が行われることになる。
【００３５】
図３は、ボンディングヘッド部１２０の底面とヘッド部支持ステージ１１４との間の流体圧支持の様子を説明する図である。ヘッド部支持ステージ１１４は、その中央部が平坦加工処理されたヘッド支持領域１７０となっている。ボンディングヘッド部１２０の底面も平坦加工処理され、そのほぼ中央に真空吸引口１７３と、その周囲に複数個配置されたエアー吹出口１７５を備え、ヘッド部支持ステージ１１４との間にいわゆるエアーベアリング構造を構成する。エアー吹出口１７５は、例えば直径０．５ｍｍの穴を複数個配置してもよく、また、焼結金属や発泡金属のように細かい穴が無数にあいている材料をこの部分に用いて、これらの細かい穴からエアーを吹き出すようにしてもよい。真空吸引口１７３は図示されていない真空装置に接続され、エアー吹出口１７５は図示されていないエアー加圧装置に接続される。エアー加圧装置は、空気を加圧して供給する他に、窒素ガス等の他の気体を加圧して供給するものでもよい。真空圧力とエアー圧力とは、ボンディングヘッド部を支持領域１７０の表面から浮上させ、第１可動アーム１３６と第２可動アームの運動によりボンディングヘッド部が滑らかに移動できる適当な値に設定される。このようにボンディングヘッド部１２０に真空吸引口１７３とエアー吹出口１７５とを備えるので、ボンディングヘッド部１２０は図３に破線で示すようにヘッド支持領域１７０全域において流体圧により支持されつつ滑らかに移動することができる。
【００３６】
図４は、ヘッド部支持ステージ１１４のほうに真空吸引口１７４とエアー吹出口１７６とを設ける例を示す図である。この例では、真空配管やエアー配管が架台側に固定して設けられるメリットがある。その一方で、ボンディングヘッド部１２０の底面が真空吸引口１７４やエアー吹出口１７６から外れないように、その移動範囲が制限される。すなわち図４に示すように、ボンディングヘッド部１２０の底面の大きさに比べ真空吸引口１７４とエアー吹出口１７６の配置領域が狭く設定され、ボンディングヘッド部１２０の移動範囲が図４に示す破線のように制限される。
【００３７】
図５、図６は、第１リンク駆動機構１３０と第２リンク駆動機構１４０とによるボンディングヘッド部１２０の移動の様子を説明する図である。これらの図において図１と同様な要素については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。また、これらの図においてはいわゆる５節閉リンクの部分、すなわち、第１モータの駆動軸ＯＥ−（第１駆動アーム１３４）−回転中心ＲＥ−（第１可動アーム１３６）−（固定端１３８）−（ボンディングヘッド部１２０）−軸支端１４８−（第２可動アーム１４６）−回転中心ＲＳ−（第２駆動アーム１４４）−第２モータの駆動軸ＯＳの部分のみ示してある。これらの図において実線が第１モータ及び第２モータを駆動する前の初期状態を示し、図５の破線が第１モータ１３２のみを駆動した後の状態を示し、図６の破線が第２モータ１４２のみを駆動した後の状態を示す。駆動後の各要素の符号にはａまたはｂを付して区別した。
【００３８】
図５において、第２モータを駆動せず、第１モータのみ駆動したときは、第２可動アーム１４６は回転中心ＲＳを中心に回転のみが許される。いま、第１モータにより、第１駆動アーム１３４が図５に示す方向に回転駆動を受けたとすると、回転中心ＲＥの位置は、駆動軸ＯＥを中心に回転し、第１可動アーム１３６を介してボンディングヘッド部１２０を押す。一方ボンディングヘッド部１２０の固定端１３８と軸支端１４８との相対位置関係は不変なのでこの関係を維持しつつ、ボンディングヘッド部１２０の固定端１３８は新しい回転中心ＲＥａを中心とする円弧上を移動し、軸支端１４８は回転中心ＲＳを中心とする円弧上を移動することになる。この状態を示したのが破線の状態で、第１可動アーム１３６も新しい回転中心ＲＥａを中心として若干回転するが、第１可動アーム１３６の長さがボンディングヘッド部１２０の長さに比べ十分長いときはその回転量は僅かで、ボンディングヘッド部１２０上の各点、例えば重心は、ほぼ第１可動アーム１３６の中心軸方向に移動する。
【００３９】
図６において、第１モータ１３２を駆動せず、第２モータ１４２のみ駆動したときは、第１可動アーム１３６は回転中心ＲＥを中心に回転のみが許される。いま、第２モータにより、第２駆動アーム１４４が図５に示す方向に回転駆動を受けたとすると、回転中心ＲＳの位置は、駆動軸ＯＳを中心に回転し、第２可動アーム１４６を介してボンディングヘッド部１２０を押す。一方ボンディングヘッド部１２０の固定端１３８と軸支端１４８との相対位置関係は不変なのでこの関係を維持しつつ、ボンディングヘッド部１２０の固定端１３８は回転中心ＲＥを中心とする円弧上を移動し、軸支端１４８は新しい回転中心ＲＳｂを中心とする円弧上を移動することになる。この状態を示したのが破線の状態で、第２可動アーム１４６も新しい回転中心ＲＳｂを中心にして若干回転するが、第２可動アーム１４６の長さがボンディングヘッド部１２０の長さに比べ十分長いときはその回転量は僅かで、ボンディングヘッド部１２０上の各点、例えば重心は、ほぼ第２可動アーム１４６の中心軸方向に移動する。
【００４０】
図７は、第１モータの駆動によるボンディングヘッド部の重心移動軌跡と、第２モータの駆動によるボンディングヘッド部の重心移動軌跡とを重ねて示した図である。前者は、円弧と直線とを組み合わせた軌跡となるが、ほぼ、ＲＥから第１可動アームの中心軸方向に沿った軌跡となる。後者の軌跡も円弧と直線とを組み合わせた軌跡となるが、ほぼ、ＲＳから第２可動アームの中心軸方向に沿った軌跡となる。第１モータ及び第２モータの駆動範囲においてこれらの軌跡の重なる部分（図７において斜線を付して示した部分）が、ボンディングヘッド部の重心の移動が制御できる範囲となる。
【００４１】
ここで、第１モータによる推力の方向と第２モータによる推力の方向との交点の軌跡をみると、ほぼボンディングヘッド部の重心に一致することがわかった。すなわち、図７の例のように、ボンディングヘッド部の移動範囲に比べて、回転中心ＲＳ，ＲＥからボンディングヘッド部までの距離、すなわちアームの長さを十分大きく取るときには、第１可動コイル部の回転中心ＲＥとボンディングヘッド部における固定点とを結ぶ直線と、第２可動コイル部の回転中心ＲＳとボンディングヘッド部における軸支点とを結ぶ直線との交点の軌跡を、ボンディングヘッド部の重心位置に略一致させることができる。
【００４２】
このように、ボンディングヘッド部における重心等の各点の軌跡は、ＯＥ周りの第１モータの回転角度とＯＳ周りの第２モータの回転角度とを与えることで、ＯＥ，ＲＥ，ＯＳ，ＲＳ周りの円弧と直線との組み合わせで表される。そこで、これを一般的に用いられる直交座標系に変換することが便利である。この変換ソフトを制御部に備えることで、従来の直交座標系におけるボンディングヘッド部の位置決め制御プラグラム等をそのまま利用できる。
【００４３】
第１モータの回転角度及び第２モータの回転角度は、適当な角度センサを用いて検出できる。例えば、駆動軸に取り付けたエンコーダや、磁気センサを用いることができる。
【００４４】
図８は、ボンディングヘッド部１２０を吊り下げて支持する架台１９０を用いるワイヤボンダー１０１の側面図である。架台１９０には、ヘッド部支持ステージ１１４が下向きに設けられ、ボンディングヘッド部１２０の上面部に対向し、図３に説明したようにボンディングヘッド部１２０に設けられた真空吸引口１７３の真空圧力とエアー吹出口１７５のエアー圧力とのバランスでボンディングヘッド部１２０が流体圧支持される。この構成により、ボンディングヘッド部における架台に支持され移動する部分とツール部分とを立体的に積み重ねることができ、ボンディングヘッドの小型化が容易になる。
【００４５】
上記において、例えば第１リンク駆動機構では、第１モータ１３２の駆動軸ＯＥを中心として第１駆動アーム１３４が回転するものとして説明した。つまり、第１モータの駆動軸ＯＥの位置と、第１駆動アーム１３４が回転するその回転中心点の位置を同じとした。このとき、駆動軸の運動は（第１駆動アームの長さ）／（駆動軸の半径）の比率で第１駆動アームの先端の運動に拡大される。この拡大率は、第１モータの駆動軸ＯＥの位置と、第１駆動アーム１３４が回転するその回転中心点の位置とを異ならせる構成でも得ることができる。
【００４６】
例えば、第１モータ１３２と第１可動アーム１３６との間において、架台に垂直に中間回転軸を設け、また第１モータ１３２にプーリ等をつけてプーリに新しく軸支点を設け、第１モータ１３２の軸支点−中間回転軸−第１可動アーム上の回転中心ＲＥとを接続するレバーアームを設ける。そして、レバーアームの一端を第１モータ１３２で駆動し、レバーアームの他端に運動を伝える。この場合の拡大率は、レバーアームの長さを中間回転軸で分割するその分割比で定めることができる。
【００４７】
また、このレバーアームを用いて、一端側を駆動する第１モータをＤＤモータでなく、リニアモータに置き換えても本発明が実施できる。同様に、第２リンク駆動機構１４０についても、これら他の構成を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る実施の形態におけるワイヤボンダーの平面図で、特にボンディングヘッド部の移動機構を示した図である。
【図２】本発明に係る実施の形態におけるワイヤボンダーの側面図である。
【図３】本発明に係る実施の形態においてボンディングヘッド部が流体圧支持される様子を示す図である。
【図４】ボンディングヘッド部の流体圧支持について他の例を示す図である。
【図５】本発明に係る実施の形態においてボンディングヘッド部の移動軌跡の例を説明する図である。
【図６】本発明に係る実施の形態においてボンディングヘッド部の移動軌跡の他の例を説明する図である。
【図７】本発明に係る実施の形態においてボンディングヘッド部の総合的な移動軌跡の例を説明する図である。
【図８】他の実施の形態において、ボンディングヘッド部を吊り下げて支持する架台を用いるワイヤボンダーの側面図である。
【図９】従来のワイヤボンダーにおけるボンディングヘッド部の移動機構の平面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０，１００，１０１  ワイヤボンダー、１２，１９０  架台、１４  テーブル保持台、１６  Ｘテーブル、１８  Ｙテーブル、２０，１２０  ボンディングヘッド部、２２  ボンディングツール、２４  位置検出カメラ、３０  Ｘ方向リニアモータ、３２，４２  駆動部、３４，４４  可動コイル、３６，４６  アーム、４０  Ｙ方向リニアモータ、１１４  ヘッド部支持ステージ、１３０  第１リンク駆動機構、１４０  第２リンク駆動機構、１３２，１４２  モータ、１３４，１４４  駆動アーム、１３６，１４６  可動アーム、１３８  固定端、１４８  軸支端、１５０  制御部、１７３，１７４  真空吸引口、１７５，１７６  エアー吹出口。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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